一种水库区工程地质调查的解译与评价方法技术

本发明专利技术公开了一种水库区工程地质调查与评价的层次解译法与综合评价方法，可实现对滑坡、崩塌与泥石流等不良地质体的解译，精度可达到可研阶段的要求，并可实现对水库渗漏、库岸稳定、水库塌岸、水库浸没以及泥石流等工程地质问题的综合评价。该方法的实现步骤为：①建立水库区工程地质GIS数据库与三维真彩色遥感影像可视化系统；②建立滑坡、崩塌与泥石流等不良地质体的遥感解译标志；③以地形解译为主的初步解译；④配合影像解译的野外验证；⑤以三维解译为主的详细综合解译；⑥基于GIS的水库渗漏综合评价；⑦基于GIS的水库区库岸稳定性综合评价；⑧基于GIS的水库塌岸与水库浸没综合评价；⑨基于GIS的水库区泥石流综合评价。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及水库区工程地质勘察，具体是基于地理信息技术(GIS)与遥感技术的水库区工程地质勘察方法， 特别是基于GIS与遥感技术的水库区工程地质条件的解译以及在此基础上对水库区工程地质问题(水库渗漏、库岸稳定、水库塌岸、水库浸没以及泥石流)的评价。
技术介绍
对于地质灾害的调查与评价，传统上多采用地面调查方法。由于水库通常位于山区，交通不便、环境恶劣，勘察工作进行十分艰苦。同时，视界限制使地质人员不能整体上掌握地质体的面貌，尤其在西南高山峡谷地区，人力、物力及时间成本耗费巨大。遥感技术具有时效性强、获取数据范围广与信息丰富的特点。若将遥感技术应用于水库区工程地质勘察，不仅可以用来更新与校对传统调查采用的地形图与地质图；而且对于认识区域构造地质，灾害整体判别与群集分布有着重要意义；同时，由于不同地物对于不同波长有不同的波谱响应，可发挥多光谱的优势，利用光谱信息识别岩性等地表特征。随着航空航天对地观测技术、计算机技术和电磁波信息传输技术等的深入研究，遥感技术得到了迅猛的发展，传感器拍摄能力、影像分辨率均不断提高，在实用化方向上迈出了重要的一步，并被广泛应用于各种国土资源调查与环境评价及灾害监测中。我国不良地质现象的遥感调查是在为山区大型工程建设或为大江大河洪涝灾害防治服务中逐渐发展起来的。有关单位先后在雅砻江二滩电站、红水河龙滩电站、长江三峡工程、黄河龙羊峡电站、金沙江下游溪洛渡、白鹤滩及乌东德电站库区开展了大规模的区域性滑坡、泥石流遥感调查。通过近20年的实践，摸索了一套滑坡、泥石流等地质灾害的遥感调查方法，即利用遥感信息源，以目视解译为主，计算机图像处理为辅，将重点区遥感解译成果与现场验证相结合，并利用其它非遥感资料，综合分析，多方验证。水库区工程地质勘察技术规程中已将遥感作为预可研阶段的库区工程地质调查的必要手段。但当前大多数的解译成果仅仅局限于小比例尺的应用，仅仅能满足于项目初级阶段的大致判断，且准确率低、误判率高，难以满足更高设计阶段的高精度要求。[
技术实现思路
] 为解决上述问题，本专利技术目的是提供一种基于GIS与遥感的水库区工程地质条件解译与评价方法，以有效利用充分利用现代空间信息技术及三维可视化技术，克服现场调查的视界限制，提高水库区工程地质调查的效率，并使其精度达到可研阶段以上的要求，减轻现场工程地质测绘工作量。本专利技术的技术方案是水库区工程地质调查与评价的层次解译法与综合评价方法，包括以下步骤 步骤I):针对水库区区域，收集相关的地形数据、影像数据与其他基础数据、地质资料以及已有不良地质现象解译成果，建立水库区的多源GIS数据库； 步骤2):根据步骤I水库区的多源GIS数据库，叠加工程地质与不良地质现象数据，以及其他水库相关信息，采用地理信息三维可视化平台，建立水库区的三维真彩色遥感影像可视化系统；建立滑坡、崩塌、堆积体与泥石流的解译标志；通过野外实地踏勘，在基础图像上建立典型地质灾害类型、构成要素、地貌、地质构造、岩/ 土体类型、水文地质现象和土地覆盖类型的遥感解译标志； 步骤3):水库区不良地质现象的地形解译依据不良地质现象在等高线、DEM以及坡度与坡向分布等图形中所表现出的体形特征，结合以前调查结果及地质图，分析在水库区研究范围内可能存在的滑坡、堆积体与崩塌三类不良地质现象，并制作初步解译图。步骤4):水库区不良地质现象的影像解译在步骤3建立初步解译图的基础上，依据不良地质现象在卫星遥感影像或航空遥感影像中所表现出的纹理特征与体貌特征，根据危险区域解译标准，分析在水库区研究范围内可能存在的滑坡、崩塌、堆积体与泥石流四类不良地质现象，从遥感影像中提取危险区域； 步骤5):水库区不良地质现象的三维解译根据地形图上解译出危险区域的地形要素，结合三维解译判断各危险区域的安全性；针对以往调查资料中的危险区域，结合三维影像，确认其可靠性；针对从地形图上不能读取的崩塌、新形成的小规模的泥石流、岩屑崩坍，利用三维影像进行解译；其中，所述危险区域为滑坡，崩塌和泥石流； 步骤6):水库渗漏可能性的分析与评价基于对水库区工程地质条件层次解译的上述工作成果，从地形地貌、地层岩性与地质构造三个角度出发，分析水库区的封闭条件，判断水库渗漏的可能性以及可能的渗漏通道，并针对可能存在的渗漏通道进行渗漏量计算，评价水库渗漏对水库蓄水的影响； 步骤7):库岸稳定性的分析与评价基于对水库区工程地质条件层次的解译成果，通过基于GIS的综合分析，从地层岩性与岸坡结构等角度出发，划分水库区工程地质分段与库岸稳定分段，并针对存在滑坡、崩塌、堆积体等不良地质现象的典型岸坡段进行库岸稳定性的定量分析，评价其对工程的影响； 具体步骤如下 (1)水库区工程地质分段以河谷结构类型、岩性、构造作为库区工程地质分段的主要依据，结合库区工程地质遥感解译成果，将库区沿河5km范围按工程地质条件进行分段； (2)水库区库岸稳定性分段根据库区岸坡岩/土体工程地质性状及组合特征，结合遥感解译分析成果，将库岸岸坡划分为稳定岸坡、基本稳定岸坡、潜在不稳定和不稳定岸坡四种类型，并划分其在水库区内的分布状况； (3)水库区库岸稳定性综合评价以边坡单元作为基础，分析计算其三维安全系数；利用基于GIS的层次分析法对边坡单元的三维安全系数进行修正，将定量的三维稳定性指标与定性指标相结合，对库岸稳定性进行综合分析评价； 定义如下的边坡单元稳定性修正指数/ //RII 二 Σ XiYi 其中，为项目指标值；为指标值对应权重； 以下式计算边坡单元稳定性指数 Ism — SF3Di+RII I 其中，SFm为边坡单元的三维稳定安全系数，以基于GIS的边坡稳定三维分析方法3DSlopeGIS计算,如下式所示本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种水库区工程地质调查的解译与评价方法，其特征在于，包括以下步骤步骤I):针对水库区区域，收集相关的地形数据、影像数据与其他基础数据、地质资料以及已有不良地质现象解译成果，建立水库区的多源GIS数据库； 步骤2):根据步骤I水库区的多源GIS数据库，叠加工程地质与不良地质现象数据，以及其他水库相关信息，采用地理信息三维可视化平台，建立水库区的三维真彩色遥感影像可视化系统；建立滑坡、崩塌、堆积体与泥石流的解译标志；通过野外实地踏勘，在基础图像上建立典型地质灾害类型、构成要素、地貌、地质构造、岩/ 土体类型、水文地质现象和土地覆盖类型的遥感解译标志； 步骤3):水库区不良地质现象的地形解译依据不良地质现象在等高线、DEM以及坡度与坡向分布等图形中所表现出的体形特征，结合以前调查结果及地质图，分析在水库区研究范围内可能存在的滑坡、堆积体与崩塌三类不良地质现象，并制作初步解译图； 步骤4):水库区不良地质现象的影像解译在步骤3建立初步解译图的基础上，依据不良地质现象在卫星遥感影像或航空遥感影像中所表现出的纹理特征与体貌特征，根据危险区域解译标准，分析在水库区研究范围内可能存在的滑坡、崩塌、堆积体与泥石流四类不良地质现象，从遥感影像中提取危险区域； 步骤5):水库区不良地质现象的三维解译根据地形图上解译出危险区域的地形要素，结合三维解译判断各危险区域的安全性；针对以往调查资料中的危险区域，结合三维影像，确认其可靠性；针对从地形图上不能读取的...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢谟文，张连卫，刘翔宇，王立伟，王增福，贾斌，何兴东，马睿，许波，郝楠，
申请(专利权)人：北京科技大学，
类型：发明
国别省市：